|
(11) | EP 2 251 773 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
| (54) | Procedé de validation de données de coordonnées déterminées par une dalle tactile resistive, et d'élimination de données de coordonnées erronées |
| (57) L'invention concerne un procédé de validation et d'élimination de détermination de
données de coordonnées pour dalle (1) tactile résistive dans un environnement automobile
lorsqu'un opérateur exerce et/ou déplace un appui sur la dalle (1) tactile résistive,
l'appui engendrant des couples de coordonnées (Xn, Yn), caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes de : - détermination d'un couple de coordonnées en cours (Xn, Yn); et - confirmation d'un couple de coordonnées en cours (Xn, Yn) et de l'appui comme étant valides, à partir des couples de déterminations des coordonnées en cours (Xn, Yn) et précédent (Xn-1, Yn-1) ; la détermination du couple de coordonnées est réalisée de manière à ce qu'en absence d'appui, les valeurs des coordonnées (Xn, Yn) passent d'un minimum à un maximum et vice et versa d'une détermination à une autre subséquente. |
Domaine de l'invention
[0001] L'invention concerne le domaine des procédés et dispositifs de validation et d'élimination de détermination de données de coordonnées pour dalle tactile résistive dans un environnement automobile lorsqu'un opérateur exerce et/ou déplace un appui sur cette dalle tactile.
État de la technique
[0002] L'adaptation de dispositifs à dalle tactile résistive dans un environnement automobile n'est pas aisée. Cet environnement est fortement contraint et le dispositif est installé dans une architecture particulière propre au domaine automobile, ajoutant des difficultés d'utilisation.
[0003] Le marché grand public (tablettes graphiques, téléphone portable, PDA, etc.) a inspiré celui de l'automobile en ce qui concerne l'amélioration de l'interface homme-machine. Cependant, les contraintes environnementales sont différentes, et la longévité des dispositifs n'est pas comparable.
[0004] C'est pourquoi il n'est pas possible d'utiliser les dispositifs disponibles sur le marché grand public pour les adapter au domaine automobile.
[0005] Une dalle tactile résistive permet la détection d'appuis effectués par un opérateur en interaction direct ou indirect (par exemple, à travers un écran tactile) avec la dalle tactile résistive grâce à un contrôleur.
[0007] La dalle 1 tactile résistive est transparente et est composée dans l'ordre de :
■ une première couche 11 en verre au contact du dispositif d'affichage ;
■ une deuxième couche 12 en un matériau conducteur ;
■ une troisième couche 13 d'air ;
■ une quatrième couche 14 en un matériau conducteur ;
■ une cinquième couche 15 en verre ou un film.
[0008] Le matériau conducteur des deuxième 12 et quatrième 14 couches peut être, par exemple, de l'oxyde d'indium-étain.
[0009] Dans la troisième couche 13 d'air, peuvent être présents des « espaceurs » 16 permettant de maintenir à distance les deuxième 12 et quatrième 14 couches, évitant ainsi des contacts fortuits.
[0010] Lorsqu'un opérateur exerce un appui sur la dalle 1 tactile résistive, plus précisément sur la cinquième couche 15, à l'aide, par exemple, de son doigt 9 ou d'un stylet, les deuxième 12 et quatrième 14 couches se rapprochent. Lorsque la pression de l'appui est suffisante, les deuxième 12 et quatrième 14 couches viennent au contact l'une de l'autre, permettant potentiellement la passage d'un courant de l'une à l'autre.
[0011] Le contrôleur utilisé est conventionnellement un contrôleur à puces avec convertisseurs et multiplexeurs intégrés et permettant la détection de l'appui ainsi que la détermination des coordonnées de l'appui (prises sur deux axes de référence de la dalle tactile résistive).
[0012] Cette solution conventionnelle a pour inconvénient d'engendrer des coûts importants de fabrication et une validation de couples de coordonnées (Xn, Yn) ne correspondant pas toujours à un contact entre les deuxième 12 et quatrième 14 couches de la dalle 1 tactile résistive, ou qui ne sont pas corrélés temporellement aux appuis détectés et auxquels ils sont associés, car ces contrôleurs détectent d'abord s'il y a appui, puis déterminent les coordonnées (Xn, Yn).
[0013] Les coordonnées de l'appui sont mesurées après polarisations successives des deuxième 12 et quatrième 14 couches de la dalle 1 tactile résistive entre une masse et un potentiel de référence Vréf.
[0014] Un exemple de détermination des coordonnées X, Y et de détection de l'appui A conforme à ce qui est réalisé dans l'état de la technique est décrit ci-après en référence aux figures 2a, 2b et 3. Dans cet exemple, la deuxième couche 12 de la dalle 1 tactile résistive possède des bornes parallèles X+ et X-, la quatrième couche 14 de la dalle 1 tactile résistive possède des bornes parallèles Y+ et Y- orthogonales aux bornes X+ et X- de la deuxième couche 12.
[0015] La coordonnée X (abscisse) est mesurée en polarisant la deuxième couche 12 de la dalle 1 tactile résistive entre la tension de référence Vréf et la masse, par exemple en reliant la borne X- à la masse et la borne X+ à la tension de référence Vréf. Une tension Vx est ensuite mesurée entre la borne Y+ de la quatrième couche 14 et la masse (ou entre la borne Y- de la quatrième couche 14 et la masse). La coordonnée X est obtenue par la formule:
La coordonnée Y (ordonnée) est mesurée en polarisant la quatrième couche 14 de la dalle 1 tactile résistive entre la tension de référence Vréf et la masse, par exemple en reliant la borne Y- à la masse et la borne Y+ à la tension de référence Vréf. Une tension Vy est ensuite mesurée entre la borne X+ de la deuxième couche 12 et la masse (ou entre la borne X- de la deuxième couche 12 et la masse). La coordonnée Y est obtenue par la formule :
Les coordonnées X et Y ne sont validées que s'il y a contact entre les deuxième 12 et quatrième 14 couches. Dans le cas contraire, les déterminations de X et de Y ne sont dues qu'à des paramètres parasites existant entre ces deux couches 12 et 14 (ayant pour cause, par exemple les résistances de fuite, les capacités inter-couches pouvant exister, l'impédance du circuit de polarisation et de lecture, etc.).
[0016] C'est pourquoi, une information A d'appui doit être fournie par le contrôleur de manière à valider la détermination des coordonnées X et Y. L'information A d'appui est détectée de manière indépendante et préalablement aux deux déterminations de X et de Y. Pour cela, on réalise une mesure du type « tout ou rien » (encore dit mesure de type « bouton poussoir »), par exemple en reliant la borne X- à la masse et la borne Y+ à une résistance R, elle-même reliée à la tension de référence Vréf et une mesure de tension dite « appui » est faite entre la borne Y+ et la borne X-. Si cette tension « appui » est inférieure à un seuil, alors il n'y a pas détection d'appui ; sinon, il y a détection d'appui.
[0017] Cette détection est temporellement indépendante des déterminations des coordonnées X et Y. Elle ne permet donc pas d'assurer complètement la validité du couple de coordonnées (X, Y).
[0018] Également, lors de glissés ou autres mouvements rapides de l'appui sur la dalle 1 tactile résistive certains couples de coordonnées (X, Y) sont validés alors même qu'ils sont erronés (c'est-à-dire que le couple de coordonnées ne correspond pas à une position effective de l'appui).
[0019] Ceci est dû au fait que lors du déplacement de l'appui, cet appui peut être relâché (l'opérateur lève son doigt ou le stylet) ; il y a un effet de rebond lors du déplacement. Ce phénomène augmente avec la vitesse de déplacement de l'appui. La détection de l'appui A est réalisée à un instant t alors que les déterminations des coordonnées X et Y subséquentes à la détection de l'appui A sont réalisées après un temps t+dt alors même que l'appui a été relâché.
Présentation de l'invention
[0020] L'invention se propose de palier au moins un des inconvénients de l'état de la technique exposés ci-dessus.
[0021] Pour cela, l'invention propose un procédé de validation et d'élimination de détermination de données de coordonnées pour dalle tactile résistive dans un environnement automobile lorsqu'un opérateur exerce et/ou déplace un appui sur la dalle tactile résistive, l'appui engendrant des couples de coordonnées, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes de :
- détermination d'un couple de coordonnées en cours ; et
- confirmation d'un couple de coordonnées en cours et de l'appui comme étant valides,
à partir des couples de déterminations des coordonnées en cours et précédent ;
la détermination du couple de coordonnées est réalisée de manière à ce qu'en absence d'appui, les valeurs des coordonnées passent d'un minimum à un maximum et vice et versa d'une détermination à une autre subséquente.
Un avantage de ce procédé est de proposer une solution utilisable en environnement automobile avec une interface homme-machine et des effets graphiques interactifs améliorés.
[0022] Cette solution permet également de réduire le coût de fabrication, augmenter la longévité, la qualité et la tenue environnementale (c'est-à-dire qu'elle permet un fonctionnement pérenne dans l'environnement automobile).
[0023] Un autre avantage de ce procédé est qu'il permet d'éliminer les déterminations de couples de coordonnées erronés ne correspondant à aucun appui effectif, ou correspondant à une situation où l'appui est relâché de manière momentanée.
[0024] D'autres caractéristiques optionnelles et non limitatives de ce procédé sont :
- l'appui est validé s'il y a au moins trois confirmations successives de l'appui et éliminé sinon ;
- les couples de coordonnées correspondent à des abscisses et ordonnées suivant deux axes de référence de la dalle tactile résistive ; et dans lequel l'étape de confirmation de l'appui comprend la sous-étape d'acceptation de l'appui consistant à comparer la valeur absolue de la différence entre les abscisses de deux couples de coordonnées successifs et la valeur absolue de la différence entre les ordonnées des deux couples de coordonnées successifs à un seuil d'acceptation de l'appui, l'appui étant accepté si ces valeurs absolues sont inférieures au seuil d'acceptation de l'appui ;
- les couples de coordonnées correspondent à des abscisses et ordonnées suivant deux axes de référence de la dalle tactile résistive ; et dans lequel l'étape de confirmation de l'appui comprend la sous-étape de confirmation de maintien de l'appui consistant à comparer la valeur absolue de la différence entre les abscisses de deux couples de coordonnées successifs et la valeur absolue de la différence entre les ordonnées des deux couples de coordonnées successifs à un seuil de maintien de l'appui, le maintien étant confirmé si ces valeurs absolues sont inférieures au seuil de maintien de l'appui ;
- les déterminations des couples de coordonnées sont effectuées grâce à un modulateur
comprenant quatre condensateurs qui sont soit chargés soit déchargés avant chaque
détermination, leur état chargé ou déchargé étant alterné d'une détermination à une
autre subséquente pour que les deux déterminations consécutives des couples de coordonnées
passent, en l'absence d'appui, d'un minimum à un maximum et vice et versa, et dans
lequel :
■ un premier condensateur est relié à une première borne de potentiel électrique élevé d'une résistance de la dalle tactile résistive permettant la détermination des ordonnées ;
■ un deuxième condensateur est relié à une deuxième borne de potentiel électrique bas de la résistance de la dalle tactile résistive permettant la détermination des ordonnées ;
■ un troisième condensateur est relié à une première borne de potentiel électrique élevé d'une résistance de la dalle tactile résistive permettant la détermination des abscisses ;
■ un quatrième condensateur est relié à une première borne de potentiel électrique bas de la résistance de la dalle tactile résistive permettant la détermination des abscisses ;
l'autre borne des condensateurs étant reliée à la masse ;- le modulateur comprend en plus quatre transistors chacun étant relié à un condensateur différent, la charge à environ Vref des condensateurs étant obtenue en bloquant deux premiers transistors et en saturant les deux autres transistors la décharge des condensateurs étant obtenue en saturant les deux premiers transistors et en bloquant les deux autres transistors ;
- l'abscisse est obtenue par la formule suivante :
et l'ordonnée par la formule suivante :
dans lesquelles :■ MES_Y+ est le potentiel électrique aux bornes du premier condensateur ;
■ MES_Y- est le potentiel électrique aux bornes du deuxième condensateur ;
■ MES_X+ est le potentiel électrique aux bornes du troisième condensateur ; et
■ MES_X- est le potentiel électrique aux bornes du quatrième condensateur.
[0025] L'invention propose également un dispositif à dalle tactile résistive pour la validation et l'élimination de détermination de données de coordonnées dans un environnement automobile lorsqu'un opérateur exerce et/ou déplace un appui sur une dalle tactile résistive, le dispositif comprenant :
- une dalle tactile résistive ;
- un modulateur connecté à la dalle tactile résistive ; et
- un microcontrôleur connecté au modulateur ;
le microcontrôleur comprenant : - un déterminateur de couple de coordonnées ; et
- un confirmateur de coordonnées et d'appui valide, à partir des coordonnées en cours et précédentes fournies par le déterminateur ;
- un alternateur pour alterner les valeurs des coordonnées entre un minimum et un maximum et vice et versa d'une détermination à une autre subséquente, lorsqu'il n'y a pas d'appui.
[0026] D'autres caractéristiques optionnelles et non limitatives du dispositif sont :
- le microcontrôleur comprend en outre au moins un comparateur adapté pour :
■ comparer la valeur absolue de la différence entre les abscisses de deux couples de coordonnées successifs et la valeur absolue de la différence entre les ordonnées des deux couples de coordonnées successifs à un seuil d'acceptation de l'appui ; et/ou
■ comparer la valeur absolue de la différence entre les abscisses des deux couples de coordonnées successifs et la valeur absolue de la différence entre les ordonnées des deux couples de coordonnées successifs à un seuil de maintien de l'appui ;
le(s) résultat(s) étant envoyé(s) au confirmateur pour confirmer ou non l'appui ; et - le modulateur comprend :
■ un premier condensateur relié à une première borne de potentiel électrique élevé d'une résistance de la dalle tactile résistive permettant la détermination des ordonnées ;
■ un deuxième condensateur relié à une deuxième borne de potentiel électrique bas de la résistance de la dalle tactile résistive permettant la détermination des ordonnées ;
■ un troisième condensateur relié à une première borne de potentiel électrique élevé d'une résistance de la dalle tactile résistive permettant la détermination des abscisses ;
■ un quatrième condensateur relié à une première borne de potentiel électrique bas de la résistance de la dalle tactile résistive permettant la détermination des abscisses ;
l'autre borne des condensateurs étant reliée à la masse ;
et dans lequel l'alternateur du microcontrôleur envoie des signaux de commande au modulateur afin de charger ou décharger les condensateurs pour alterner les valeurs des coordonnées entre un minimum et un maximum et vice et versa d'une détermination à une autre subséquente, lorsqu'il n'y a pas d'appui.
Présentation des figures
[0027] D'autres caractéristiques, objectifs et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux dessins donnés à titre illustratif et non limitatif, parmi lesquels :
- la figure 1 représente de manière schématique une coupe transversale d'une dalle tactile résistive avec appui ;
- les figures 2a et 2b illustrent un exemple de connexion de bornes d'une dalle tactile résistive pour une détermination de coordonnées d'un appui sur cette dalle tactile selon la figure 1 ;
- la figure 3 illustre un exemple de connexion des bornes d'une dalle tactile résistive pour une détection d'un appui sur cette dalle tactile selon la figure 1 ;
- la figure 4 est un schéma électronique simplifié d'une dalle tactile résistive connectée à un modulateur utilisé pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention ;
- la figure 5 est un chronogramme illustrant les états en fonction du temps de commandes d'entrée du modulateur de la figure 4 selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention ; et
- les figures 6a à 6h sont des schémas électroniques simplifiés illustrant différentes étapes du procédé selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention.
Description détaillée de l'invention
Procédé
[0028] Le procédé de validation et d'élimination de détermination de données de coordonnées pour une dalle tactile résistive dans un environnement automobile est décrit ci-après.
[0029] Lorsqu'un opérateur exerce et/ou déplace un appui sur la dalle tactile résistive, l'appui engendre des couples de coordonnées (Xn, Yn).
[0030] Le procédé de validation et d'élimination de détermination de couples de coordonnées (Xn, Yn) comprend les étapes de :
- détermination d'un couple de coordonnées en cours (Xn, Yn);
et - confirmation de ce couple de coordonnées en cours (Xn, Yn) et de l'appui comme étant valides, à partir des déterminations des couples de coordonnées en cours (Xn, Yn) et précédent (Xn-1, Yn-1).
[0031] Les couples de coordonnées (Xn, Yn) correspondent à des abscisses et ordonnées suivant deux axes de référence (x, y) de la dalle 1 tactile résistive.
[0032] La détermination du couple de coordonnées (Xn, Yn) est réalisée de manière à ce qu'en absence d'appui, les valeurs des coordonnées (Xn, Yn) passent d'un minimum à un maximum et vice et versa d'une détermination à une autre subséquente.
[0033] Les coordonnées Xn et Yn sont mesurées en pourcentage et leur valeur est comprise entre 0 et 100 %.
[0034] Si la détermination du couple de coordonnées (Xn, Yn) n'est pas réalisée de cette manière, en absence d'appui, les coordonnées Xn et Yn auraient des valeurs proches de 50 % (comme expliqué par la suite). Ainsi, les valeurs obtenues tendraient à faire croire à un appui au centre de la dalle tactile résistive. Il y aurait donc risque de validation de coordonnées ne correspondant à aucun appui.
[0035] L'alternance, en l'absence d'appui des valeurs des coordonnées d'une détermination à une autre d'un minimum, par exemple en dessous de 1 %, à un maximum, par exemple au-dessus de 99 %, permet de palier cet inconvénient.
[0036] En effet, en l'absence d'appui, et pour une détermination n, les valeurs des coordonnées Xn et Yn sont minimales (respectivement maximales). Pour la détermination suivante n+1, les valeurs des coordonnées Xn+1 et Yn+1 vont être maximales (respectivement minimales). On comprend donc que si d'une détermination à l'autre les valeurs des coordonnées passent d'une valeur inférieure à 1 % à une valeur supérieure à 99 % (respectivement d'une valeur supérieure à 99% à une valeur inférieure à 1%), l'appui détecté est erroné, c'est-à-dire qu'il ne s'agit pas d'un appui (il n'y a pas de contact entre les deuxième 12 et quatrième 14 couches de la dalle 1 tactile résistive) ou que l'appui détecté ne correspond pas à ces couples de coordonnées (par exemple au début de l'appui, lors de relâché de l'appui ou un déplacement de l'appui trop rapide).
[0037] Lors de l'étape de confirmation de l'appui, la valeur absolue |Xn+1 - Xn| de la différence entre les abscisses de deux couples de coordonnées successifs et la valeur absolue |Yn+1 - Yn| de la différence entre les ordonnées des deux couples de coordonnées successifs sont comparées à un seuil Sacc d'acceptation de l'appui.
[0038] L'appui est accepté si ces différences sont inférieures au seuil Sacc d'acceptation de l'appui, c'est-à-dire si :
et
Ainsi, lorsqu'il n'y a pas appui, les valeurs absolues |Xn+1 - Xn| et |Yn+1 - Yn| sont élevées, par exemple au-delà de 90 %. Le seuil Sacc peut être placé par exemple à 85 %. Par conséquent, à chaque fois qu'il n'y a pas appui, les couples ne sont pas validés et il est possible d'éliminer l'appui détecté de manière erronée. Si le seuil Sacc n'est placé plus haut que 85 %, c'est pour avoir la certitude d'éliminer tous les appuis détectés de manière erronée.
[0039] L'étape de confirmation de l'appui peut encore comprendre la sous-étape de confirmation de maintien de l'appui consistant à comparer la valeur absolue |Xn+1 - Xn| de la différence entre les abscisses des deux couples de coordonnées successifs et la valeur absolue |Yn+1 - Yn| de la différence entre les ordonnées de deux couples de coordonnées successifs à un seuil Sm de maintien de l'appui.
[0040] Le maintien étant confirmé si ces différences sont inférieures au seuil Sm de maintien de l'appui, soit :
et
Ces inéquations correspondent au cas où un appui est maintenu sur la dalle tactile résistive. Les valeurs des abscisses et des coordonnées de deux déterminations subséquentes sont donc très proches.
[0041] Le seuil de maintien de l'appui Sm peut être par exemple choisi à 15 %. L'avantage de ne pas choisir ce seuil Sm de maintien de l'appui proche de 0% permet de prendre en compte les déplacements de l'appui. Ainsi, plus le seuil Sm de maintien de l'appui est petit et plus la vitesse de déplacement d'un appui doit être lente pour que le déplacement soit pris en compte. Si la vitesse de déplacement de l'appui est trop importante, les couples de coordonnées détectées seront considérés comme aberrants et leur détermination sera alors éliminée.
[0042] Plus le seuil Sm de maintien de l'appui est grand et plus la vitesse de déplacement d'un appui peut être rapide ; les couples de coordonnées détectées ne seront pas considérés comme aberrants si le déplacement de l'appui ne dépasse pas une vitesse déterminée.
[0043] La vitesse maximale possible de déplacement est donc déterminée par la valeur du seuil Sm de maintien de l'appui.
[0044] Afin d'éviter les phénomènes de rebond en début et fin d'appui (situation de relâchement par exemple), l'appui n'est validé que s'il y a au moins trois confirmations successives de l'appui (c'est-à-dire pour quatre déterminations n, n+1, n+2 et n+3 et comparaisons aux deux seuils des valeurs |Xn+1 - Xn|, |Xn+2 - Xn+1|, |Xn+3 - Xn+2|, |Yn+1 - Yn|, |Yn+2 - Yn+1|, et |Yn+3 - Yn+2|) et est éliminé sinon.
[0045] Ceci permet d'éliminer les couples d'entrée d'appui et de sortie d'appui qui ne sont pas toujours valides surtout en cas de déplacement avec rebond.
[0046] Également, on obtient alors une corrélation entre l'appui détecté et le couple de coordonnées (Xn, Yn) déterminé.
[0047] Une dalle 1 tactile résistive et un modulateur 2 pour la détermination des coordonnées sont décrits ci-après en référence à la figure 4.
[0048] La dalle 1 tactile résistive peut être du type déjà décrit dans le préambule de la demande. Afin de simplifier l'exposé de l'invention, la dalle 1 tactile résistive est représentée par trois résistances RX, RY et RZ correspondant respectivement à des résistances des deuxième 12 et quatrième 14 couches de la dalle 1 tactile résistive et à une résistance de contact entre ces deux couches 12 et 14. Les résistances RX et RY correspondent également à des axes de référence x, y de la dalle 1 tactile résistive.
[0050] Un premier condensateur C1 (respectivement deuxième condensateur C2) est relié à une première borne de potentiel électrique élevé (respectivement bas) de la résistance RY de la dalle 1 tactile résistive permettant la détermination des ordonnées.
[0051] Un troisième condensateur C3 (respectivement quatrième condensateur C4) est relié à une première borne de potentiel électrique élevé (respectivement bas) de la résistance RX de la dalle 1 tactile résistive permettant la détermination des abscisses.
[0052] L'autre borne des condensateurs C1-4 est reliée à la masse. On appellera par la suite MES_X+n, MES_X-n, MES_Y+n et MES_Y-n les mesures des tensions respectives aux bornes des condensateurs C3, C4, C1 et C2 pour une détermination n.
[0053] Afin de permettre des déterminations de coordonnées dont la valeur est alternée entre un minimum et un maximum dans une situation sans appui, ces condensateurs C1-4 sont soit chargés soit déchargés avant chaque détermination, leur état chargé ou déchargé étant alterné d'une détermination à une autre subséquente. C'est-à-dire que leur tension alternera entre une valeur proche de 0 V et une valeur proche de Vréf.
[0054] Le temps T1 de charge et de décharge doit être suffisamment long, par exemple ce temps est pris supérieur à la valeur la plus grande entre 10·RX·C et 10·RY·C, soit :
où C est la valeur de la capacité identique des condensateurs C1-4.
[0055] Une autre possibilité est de choisir T1 tel que :
Ainsi, on est sûr d'obtenir des condensateurs C1-4 déchargés à une tension d'environ 0 V ou chargés à une tension d'environ Vréf.
[0056] Afin de charger et décharger ces condensateurs C1-4, le modulateur 2 peut comprendre en plus quatre transistors Q1-4 chacun relié à un condensateur C1-4 différent, la charge des condensateurs étant obtenue en bloquant deux premiers transistors et en saturant les deux autres transistors, la décharge des condensateurs étant obtenue en saturant les deux premiers transistors et en bloquant les deux autres.
[0057] Pour des raisons purement illustratives, les transistors Q1-4 sont représentés sur la figure 4 comme des transistors bipolaires. L'homme du métier saura aisément remplacer ces transistors par d'autres types de commutateur pouvant avoir les mêmes fonctions. Le terme de « transistor » utilisé dans la description doit être compris comme incluant de manière plus générale le terme de « commutateur ». Par la suite, la description sera faite en référence à des transistors bipolaires, l'homme du métier saura adapter la description aux autres types de commutateur.
[0058] Un premier transistor Q1 (respectivement troisième transistor Q3) est un transistor bipolaire PNP dont l'émetteur est lié à une tension de référence Vréf, le collecteur au premier condensateur C1 (respectivement troisième condensateur C3) et la base à une entrée de commande COM_Y+ (respectivement COM_X+) du modulateur 2.
[0059] Un deuxième transistor Q2 (respectivement quatrième transistor Q4) est un transistor bipolaire NPN dont l'émetteur est lié à la masse, le collecteur au deuxième condensateur C2 (respectivement quatrième condensateur C4) et la base à une entrée de commande COM_Y- (respectivement COM_X-) du modulateur 2.
[0061] Les valeurs des entrées de commande COM_Y+, COM_Y-, COM_X+ et COM_X- sont contrôlés par un microcontrôleur. Le contrôle est possible grâce à une application électronique ou logiciel embarquée dans le microcontrôleur. Ce microcontrôleur peut également être utilisé pour le contrôle d'un éventuel écran TFT (ou transistor à couches minces) pour réduire encore le coût de fabrication.
[0062] Si l'entrée de commande COM_X+ (respectivement COM_Y+) prend la valeur 1, le troisième transistor Q3 (respectivement premier transistor Q1) est bloqué, sinon il est saturé.
[0063] Si l'entrée de commande COM_X- (respectivement COM_Y-) prend la valeur 0, le quatrième transistor Q4 (respectivement deuxième transistor Q2) est bloqué, sinon il est saturé.
[0064] Afin de décharger les condensateurs C1-4, les entrées de commande COM_Y+, COM_Y-, COM_X+ et COM_X- prennent toutes la valeur 1. Ainsi, les premier et troisième transistors Q1, Q3 sont bloqués et les deuxième et quatrième transistors Q2 et Q4 sont saturés.
[0065] Afin de charger à environ Vref les condensateurs C1-4, les entrées de commande COM_Y+, COM_Y-, COM_X+ et COM_X-prennent toutes la valeur 0. Ainsi, les premier et troisième transistors Q1, Q3 sont saturés et les deuxième et quatrième transistors Q2 et Q4 sont bloqués.
[0066] Les déterminations des coordonnées sont effectuées après la décharge ou la charge des condensateurs C1-4.
Détermination des coordonnées
[0067] Afin de déterminer la coordonnée Xn (respectivement la coordonnée Yn) les transistors Q3 et Q4 (respectivement Q1 et Q2) sont saturés en portant COM_X+ (respectivement COM_Y+) à 0 et COM_X- (respectivement COM_Y-) à 1. L'émetteur de Q3 (respectivement Q1) est relié à une tension de référence Vréf ; cela revient à appliquer la tension de référence Vréf aux bornes de la résistance RX (respectivement RY), on parle alors de « polarisation de la résistance RX » (respectivement « polarisation de la résistance RY »). On mesure ensuite les tensions MES_X+n, MES_X-n, MES_Y+n et MES_Y-n.
[0068] Théoriquement, la détermination de Xn est obtenue par le calcul suivant :
Les tensions Vsat de saturation des transistors Q3 et Q4 pouvant comportées des erreurs, afin de les éliminées, la détermination de Xn est obtenue par :
MES_X+n intervenant au dénominateur permet d'éliminer l'erreur de la tension de saturation du transistor Q3 et MES_X-n celle du transistor Q4.
[0069] Enfin, afin d'éliminer des déterminations erronées lors d'appuis multiples, pendant lesquels du courant circule dans RY impliquant MES_Y+n différent de MES_Y-n, le calcul retenu prend en compte une moyenne des deux mesures MES_Y+n et MES_Y-n, de manière à obtenir le barycentre des coordonnées Xn de ces appuis :
De la même façon, la détermination de Yn est réalisée en saturant les transistors Q1 et Q2, et en mesurant ensuite les tensions MES_X+n, MES_X-n, MES_Y+n et MES_Y-n, pour obtenir Yn par la formule suivante :
Le temps T2 minimum à respecter entre une polarisation de la résistance RX ou celle de la résistance RY et la mesure des tensions MES_X+n, MES_X-n, MES_Y+n et MES_Y-n aux bornes des condensateurs C1-4 est :
On comprendra mieux pourquoi, comme indiqué plus haut, si les valeurs des coordonnées Xn et Yn ne sont pas alternées entre un minimum et un maximum lors d'absence d'appui, leur valeur est proche de 50 %.
[0070] Ceci venant du fait que les deuxième 12 et quatrième 14 couches de résistances équivalentes RX ou RY de la dalle 1 tactile résistive, sont polarisées alternativement pour la détermination de X ou de Y. Cet état électrique reste « mémorisé » dans les deux condensateurs, respectivement C3, C4 ou C1, C2, à la suite de cette polarisation ; les 4 transistors Q1-4 étant « bloqués » et les deuxième 12 et quatrième 14 couches n'étant pas en contact.
[0071] Les tensions MES_Y+n, MES_Y-n ou MES_X+n, MES_X-n aux bornes des condensateurs respectifs C1-4 s'équilibrent autour de la valeur moyenne soit environ :
C'est pourquoi la détermination des coordonnées donne environ 50 % dans le cas où il n'y a pas d'appui sur la dalle 1 tactile résistive, surtout après moyenne des deux mesures MES_Y+n, MES_Y-n ou MES_X+n, MES_X-n comme expliqué précédemment.
Ceci ne se produit pas quand il y a appui grâce à la résistance de contact RZ. Dans ce cas, lors de la détermination de Xn (respectivement Yn), les condensateurs C1 et C2 (respectivement C3 et C4) se chargeront à la valeur de tension
(respectivement
Exemple de fonctionnement
[0072] Une séquence de deux déterminations n et n+1 de couples (Xn, Yn) et (Xn+1, Yn+1) est décrite ci-après en référence aux figures 5 et 6a-h.
■ Détermination n
[0073] Dans une première étape E1 (figure 6a), les condensateurs C1-4 sont déchargés. Pour cela, les entrées de commande COM_Y+, COM_Y-, COM_X+ et COM_X- prennent toutes la valeur 1.
[0074] Dans une deuxième étape E2 (figure 6b), l'abscisse Xn est déterminée. Pour cela, la résistance RX de la dalle tactile résistive est polarisée en choisissant :
- COM_X+ = 0, transistor Q3 saturé ;
- COM_X- = 1, transistor Q4 saturé ;
- COM_Y+ = 1, transistor Q1 bloqué ;
- COM_Y- = 0, transistor Q2 bloqué.
[0075] Les tensions MES_Y+n, MES_Y-n, MES_X+n et MES_X-n sont mesurées et on obtient Xn par la formule :
Cette valeur de Xn est comparée à la valeur de l'abscisse précédente Xn-1 et les comparaisons aux différents seuils sont réalisées.
[0076] Dans une troisième étape E3 (figure 6c), les condensateurs C1-4 sont déchargés. Pour cela, les entrées de commande COM_Y+, COM_Y-, COM_X+ et COM_X- prennent toutes la valeur 1.
[0077] Dans une quatrième étape E4 (figure 6d), l'ordonnée Yn est déterminée. Pour cela, la résistance RY de la dalle tactile résistive est polarisée en choisissant :
- COM_X+ = 1, transistor Q3 bloqué ;
- COM_X- = 0, transistor Q4 bloqué ;
- COM_Y+ = 0, transistor Q1 saturé ;
- COM_Y- = 1, transistor Q2 saturé.
[0078] Les tensions MES_Y+n, MES_Y-n, MES_X+n, et MES_X-n sont mesurées et on obtient Yn par la formule :
[0079] Cette valeur de Yn est comparée à la valeur de l'ordonnée précédente Yn-1 et les comparaisons aux différents seuils sont réalisées.
■ Détermination n+1
[0080] Dans une cinquième étape E5 (figure 6e), les condensateurs C1-4 sont chargés à environ Vref. Pour cela, les entrées de commande COM_Y+, COM_Y-, COM_X+ et COM_X- prennent toutes la valeur 0.
[0081] Dans une sixième étape E6 (figure 6f), l'abscisse Xn est déterminée. Pour cela, la résistance RX de la dalle tactile résistive est polarisée en choisissant :
- COM_X+ = 0, transistor Q3 saturé ;
- COM_X- = 1, transistor Q4 saturé ;
- COM_Y+ = 1, transistor Q1 bloqué ;
- COM_Y- = 0, transistor Q2 bloqué.
[0082] Les tensions MES_Y+n+1, MES_Y-n+1, MES_X+n+1 et MES_X-n+1 sont mesurées et on obtient Xn+1 par la formule :
Cette valeur de Xn+1 est comparée à la valeur de l'abscisse précédente Xn et les comparaisons aux différents seuils sont réalisées.
[0083] Dans une septième étape E7 (figure 6g), les condensateurs C1-4 sont chargés à environ Vref. Pour cela, les entrées de commande COM_Y+, COM_Y-, COM_X+ et COM_X- prennent toutes la valeur 0.
[0084] Dans une huitième étape E8 (figure 6h), l'ordonnée Yn est déterminée. Pour cela, la résistance RY de la dalle tactile résistive est polarisée en choisissant :
- COM_X+ = 1, transistor Q3 bloqué ;
- COM_X- = 0, transistor Q4 bloqué ;
- COM_Y+ = 0, transistor Q1 saturé ;
- COM_Y- = 1, transistor Q2 saturé.
[0085] Les tensions MES_Y+n+1, MES_Y-n+1, MES-X+n+1, et MES_X-n+1 sont mesurées et on obtient Yn+1 par la formule :
Cette valeur de Yn+1 est comparée à la valeur de l'ordonnée précédente Yn et les comparaisons aux différents seuils sont réalisées.
[0087] On remarquera l'entrelacement des déterminations des abscisses Xn et des ordonnées Yn. Ceci permet d'obtenir les valeurs de Xn et Yn de manière successive et les plus proches possibles temporellement.
Dispositif
[0088] L'invention concerne également un dispositif à dalle 1 tactile résistive pour la validation et l'élimination de détermination de données de coordonnées dans un environnement automobile lorsqu'un opérateur exerce et/ou déplace un appui sur une dalle 1 tactile résistive.
[0089] Le dispositif comprend :
- une dalle 1 tactile résistive;
- un modulateur 2 connecté à la dalle 1 tactile résistive; et
- un microcontrôleur connecté au modulateur 2.
[0090] Le microcontrôleur comprend :
- un déterminateur de couples de coordonnées (Xn, Yn) ; et
- un confirmateur de coordonnées Xn, Yn et d'appui valide, à partir des coordonnées en cours Xn, Yn et précédentes Xn-1, Yn-1 fournies par le déterminateur ;
- un alternateur pour alterner les valeurs des coordonnées (Xn, Yn) entre un minimum et un maximum et vice et versa d'une détermination à une autre subséquente, lorsqu'il n'y a pas d'appui. Le microcontrôleur peut comprendre en outre au moins un comparateur adapté pour :
- comparer la valeur absolue |Xn+1 - Xn| de la différence entre les abscisses de deux couples de coordonnées (Xn, Yn), (Xn+1, Yn+1) successifs et la valeur absolue |Yn+1 - Yn| de la différence entre les ordonnées des deux couples de coordonnées (Xn, Yn), (Xn+1, Yn+1) successifs à un seuil Sacc d'acceptation de l'appui ; et/ou
- comparer la valeur absolue |Xn+1 - Xn| de la différence entre les abscisses des deux couples de coordonnées (Xn, Yn), (Xn+1, Yn+1) successifs et la valeur absolue |Yn+1 - Yn| de la différence entre les ordonnées des deux couples de coordonnées (Xn, Yn), (Xn+1, Yn+1) successifs à un seuil Sm de maintien de l'appui.
[0093] Le microcontrôleur envoie les signaux COM_X+, COM_X-, COM_Y+ et COM_Y- de commande au modulateur 2 afin de charger ou décharger les condensateurs C1-4 pour alterner les valeurs des coordonnées (Xn, Yn) entre un minimum et un maximum et vice et versa d'une détermination à une autre subséquente, lorsqu'il n'y a pas d'appui.
1. Procédé de validation et d'élimination de détermination de données de coordonnées
pour dalle (1) tactile résistive dans un environnement automobile lorsqu'un opérateur
exerce et/ou déplace un appui sur la dalle (1) tactile résistive, l'appui engendrant
des couples de coordonnées (Xn, Yn), caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes de :
- détermination d'un couple de coordonnées en cours (Xn, Yn);
et
- confirmation d'un couple de coordonnées en cours (Xn, Yn) et de l'appui comme étant valides, à partir des couples de déterminations des coordonnées
en cours (Xn, Yn) et précédent (Xn-1, Yn-1);
la détermination du couple de coordonnées est réalisée de manière à ce qu'en absence
d'appui, les valeurs des coordonnées (Xn, Yn) passent d'un minimum à un maximum et vice et versa d'une détermination à une autre subséquente.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'appui est validé s'il y a au moins
trois confirmations successives de l'appui et éliminé sinon.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les couples de coordonnées (Xn, Yn) correspondent à des abscisses et ordonnées suivant deux axes de référence (x, y) de la dalle (1) tactile résistive ; et dans lequel l'étape de confirmation de l'appui
comprend la sous-étape d'acceptation de l'appui consistant à comparer la valeur absolue
(|Xn+1 - Xn|) de la différence entre les abscisses de deux couples de coordonnées (Xn, Yn ; Xn+1, Yn+1) successifs et la valeur absolue (|Yn+1 - Yn|) de la différence entre les ordonnées des deux couples de coordonnées (Xn, Yn ; Xn+1, Yn+1) successifs à un seuil (Sacc) d'acceptation de l'appui, l'appui étant accepté si ces valeurs absolues sont inférieures
au seuil (Sacc) d'acceptation de l'appui.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les couples de coordonnées
(Xn, Yn) correspondent à des abscisses et ordonnées suivant deux axes de référence (x, y) de la dalle (1) tactile résistive ; et dans lequel l'étape de confirmation de l'appui
comprend la sous-étape de confirmation de maintien de l'appui consistant à comparer
la valeur absolue (|Xn+1 - Xn|) de la différence entre les abscisses de deux couples de coordonnées (Xn, Yn ; Xn+1, Yn+1) successifs et la valeur absolue (|Yn+1 - Yn|) de la différence entre les ordonnées des deux couples de coordonnées (Xn, Yn ; Xn+1, Yn+1) successifs à un seuil (Sm) de maintien de l'appui, le maintien étant confirmé si ces valeurs absolues sont
inférieures au seuil (Sm) de maintien de l'appui.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les déterminations des couples
de coordonnées sont effectuées grâce à un modulateur comprenant quatre condensateurs
(C1-4) qui sont soit chargés soit déchargés avant chaque détermination, leur état
chargé ou déchargé étant alterné d'une détermination à une autre subséquente pour
que les deux déterminations consécutives des couples de coordonnées passent, en l'absence
d'appui, d'un minimum à un maximum et vice et versa, et dans lequel :
- un premier condensateur (C1) est relié à une première borne de potentiel électrique élevé d'une résistance (RY) de la dalle (1) tactile résistive permettant la détermination des ordonnées ;
- un deuxième condensateur (C2) est relié à une deuxième borne de potentiel électrique bas de la résistance (RY) de la dalle (1) tactile résistive permettant la détermination des ordonnées ;
- un troisième condensateur (C3) est relié à une première borne de potentiel électrique élevé d'une résistance (RX) de la dalle (1) tactile résistive permettant la détermination des abscisses ;
- un quatrième condensateur (C4) est relié à une première borne de potentiel électrique
bas de la résistance (RX) de la dalle (1) tactile résistive permettant la détermination
des abscisses ;
l'autre borne des condensateurs (C1-4) étant reliée à la masse.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le modulateur comprend en plus quatre
transistors (Q1-4) chacun étant relié à un condensateur différent, la charge à environ
Vref des condensateurs étant obtenue en bloquant deux premiers transistors (Q2, Q4)
et en saturant les deux autres transistors (Q1, Q3), la décharge des condensateurs
étant obtenue en saturant les deux premiers transistors (Q2, Q4) et en bloquant les
deux autres transistors (Q1, Q3).
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, dans lequel, l'abscisse Xn est obtenue par la formule suivante :
et l'ordonnée Yn par la formule suivante :
dans lesquelles :
et l'ordonnée Yn par la formule suivante :
dans lesquelles :
- MES_Y+ est le potentiel électrique aux bornes du premier condensateur (C1) ;
- MES_Y- est le potentiel électrique aux bornes du deuxième condensateur (C2) ;
- MES_X+ est le potentiel électrique aux bornes du troisième condensateur (C3) ; et
- MES_X- est le potentiel électrique aux bornes du quatrième condensateur (C4).
8. Dispositif à dalle (1) tactile résistive pour la validation et l'élimination de détermination
de données de coordonnées dans un environnement automobile lorsqu'un opérateur exerce
et/ou déplace un appui sur une dalle (1) tactile résistive, le dispositif comprenant
:
- une dalle (1) tactile résistive ;
- un modulateur (2) connecté à la dalle (1) tactile résistive ; et
- un microcontrôleur connecté au modulateur (2) ;
le microcontrôleur comprenant :
- un déterminateur de couple de coordonnées (Xn, Yn) ; et
- un confirmateur de coordonnées (Xn, Yn) et d'appui valide, à partir des coordonnées en cours (Xn, Yn) et précédentes (Xn-1, Yn-1) fournies par le déterminateur ;
- un alternateur pour alterner les valeurs des coordonnées (Xn, Yn) entre un minimum et un maximum et vice et versa d'une détermination à une autre subséquente, lorsqu'il n'y a pas d'appui.
9. Dispositif à dalle (1) tactile résistive selon la revendication 8, dans lequel le
microcontrôleur comprend en outre au moins un comparateur adapté pour :
- comparer la valeur absolue (|Xn+1 - Xn|) de la différence entre les abscisses de deux couples de coordonnées (Xn, Yn ; Xn+1, Yn+1) successifs et la valeur absolue (|Yn+1 - Yn|) de la différence entre les ordonnées des deux couples de coordonnées (Xn, Yn ; Xn+1, Yn+1) successifs à un seuil (Sacc) d'acceptation de l'appui ; et/ou
- comparer la valeur absolue (|Xn+1 - Xn|) de la différence entre les abscisses des deux couples de coordonnées (Xn, Yn ; Xn+1, Yn+1) successifs et la valeur absolue (|Yn+1 - Yn|) de la différence entre les ordonnées des deux couples de coordonnées (Xn, Yn ; Xn+1, Yn+1) successifs à un seuil (Sm) de maintien de l'appui ;
le(s) résultat(s) étant envoyé(s) au confirmateur pour confirmer ou non l'appui.
10. Dispositif à dalle (1) tactile résistive selon la revendication 8 ou 9, dans lequel
le modulateur (2) comprend :
- un premier condensateur (C1) relié à une première borne de potentiel électrique élevé d'une résistance (RY) de la dalle (1) tactile résistive permettant la détermination des ordonnées ;
- un deuxième condensateur (C2) relié à une deuxième borne de potentiel électrique bas de la résistance (RY) de la dalle (1) tactile résistive permettant la détermination des ordonnées ;
- un troisième condensateur (C3) relié à une première borne de potentiel électrique élevé d'une résistance (RX) de la dalle (1) tactile résistive permettant la détermination des abscisses ;
- un quatrième condensateur (C4) relié à une première borne de potentiel électrique
bas de la résistance (RX) de la dalle (1) tactile résistive permettant la détermination
des abscisses ;
l'autre borne des condensateurs (C1-4) étant reliée à la masse ; et dans lequel l'alternateur
du microcontrôleur envoie des signaux (COM_X+, COM_X-, COM_Y+ et COM_Y-) de commande
au modulateur (2) afin de charger ou décharger les condensateurs (C1-4) pour alterner
les valeurs des coordonnées (Xn, Yn) entre un minimum et un maximum et vice et versa d'une détermination à une autre subséquente, lorsqu'il n'y a pas d'appui.